Файл: Маслоблок нефтеперерабатывающий очистка установка.rtf

б – средняя температурная поправка относительной плотности на один градус, равная 0,000607 (см. приложение 1 [31]).

Итак,

кДж/кг

кВт

2) Тепло, вводимое с растворителем, определяется по формуле:
,
где GN-МП – количество N-метилпирролидона, кг/ч;

– энтальпия растворителя в жидком состоянии при 74°С, равная 131,35 кДж/кг.

кВт

РАСХОД ТЕПЛА:

1) Тепло, уносимое рафинатным раствором из верхней части РДК, находится по формуле:
,
где GРР – количество рафинатного раствора, кг/ч;

– энтальпия рафинатного раствора, находящегося в жидком состоянии, при 70°С, равная 133,31 кДж/кг.

кВт

2) Тепло, уносимое экстрактным раствором из нижней части РДК, находится по формуле:
,
где GЭР – количество экстрактного раствора, кг/ч;

– энтальпия экстрактного раствора, находящегося в жидком состоянии, при 55°С, равная 97,62 кДж/кг.

кВт

Результаты расчёта теплового баланса РДК без учёта тепла, снимаемого при помощи рециркуляции части экстрактного раствора, представлены в таблице 7.2.
Таблица 7.2 – Тепловой баланс РДК (без учёта рециркуляции)

Статьи	t, 0С	G, кг/ч	Н, кДж/кг	Q, кВт
ПРИХОД:
сырьё	48	24763,7	88,41	608,15
N-метилпирролидон	74	49527,4	131,35	1807,06
Итого:	–			2415,21
РАСХОД:
рафинатный раствор	70	16212,1	133,31	600,34
экстрактный раствор	55	58079,0	97,62
Итого:	–			2174,91

---

Количество циркулирующего экстрактного раствора GЦ определяется по формуле [15]:

,
где – энтальпия циркулирующего экстрактного раствора в жидком состоянии при температуре подачи его в РДК (35°С), равная 54,43 кДж/кг.

кг/с, или 20029,6 кг/ч

Количество рециркулята не должно превышать 30% от общего объема фаз, в противном случае нормальный режим работы РДК будет нарушен. В данном случае количество рециркулята составляет 26,96% от общего объема фаз, что меньше 30%.

Тепловой баланс РДК с учётом рециркуляции части экстрактного раствора представлен в таблице 7.3.
Таблица 7.3 – Тепловой баланс РДК (с учётом рециркуляции)

Статьи	t, 0С	G, кг/ч	Н, кДж/кг	Q, кВт
ПРИХОД:
сырьё	48	24763,7	88,41	608,15
N-метилпирролидон	74	49527,4	131,35	1807,06
рециркулят	35	20029,6	54,43	302,84
Итого:	–			2718,05
РАСХОД:
рафинатный раствор	70	16212,1	133,31	600,34
экстрактный раствор	55	58079,0	97,62
рециркулят	55	20029,6	97,62	543,48
Итого:	–			2329,38

---

7.3 Расчёт основных геометрических размеров РДК и его внутренних элементов

7.3.1 Расчёт диаметра РДК

Расчёт диаметра контактора проводим по методике, предложенной в литературных источниках [31; 32]. Диаметр РДК может быть рассчитан по формуле:
,
где и – объёмные расходы сырья и N-метилпирролидона соответственно, м³/ч;

– условная скорость потока сырьевой смеси в контакторе, составляющая от 6,5 до 13 м³/(м²·ч) [15; 31].

Объёмные расходы сырья и растворителя можно определить по следующей формуле:
,
где G – количество сырья (растворителя), кг/ч;

с – плотность сырья (растворителя) при максимальной температуре в контакторе (74ºС), соответствующей максимальному объёму сырья (растворителя).

Плотность сырья при 74ºС можно определить по формуле Д.И. Менделеева:


, или 888 кг/м³

м³/ч

Плотность N-метилпирролидона при 74ºС составляет 987,98 кг/м³.

м³/ч

Условную скорость потока сырьевой смеси в контакторе принимаем равной 12 м³/(м²·ч). Тогда

м

По стандартному ряду диаметров колонных аппаратов [31] принимаем диаметр РДК:

D = 3,0 м.

7.3.2 Расчёт высоты РДК

Расчёт высоты контактора проводим по методике, предложенной в литературных источниках [15; 31]. Высоту контактора можно определить по формуле:
,
где h1 – высота верхней отстойной зоны;

h2 – высота нижней отстойной зоны

---

;

h3 – высота экстракционной зоны.

Высоту верхней отстойной зоны (для рафинатного раствора) можно определить по формуле:

,
где – объёмный расход рафинатного раствора, м³/ч;

ф1 – время отстаивания рафинатного раствора, равное 1,2-1,5 ч;

S – площадь поперечного сечения контактора, м²:

м²

Объёмный расход рафинатного раствора определяется по формуле:
,
где сР и с/N–МП – плотность рафината и N-метилпирролидона при температуре верха РДК (70°С) соответственно, кг/м³;

х – массовая доля рафината в рафинатном растворе, равная 0,85;

GР – количество рафината, кг/ч.

Плотность рафината, получаемого из фракции 420 – 500°С западно-сургутской нефти, при 20°С составляет 877 кг/м³. Относительная плотность рафината при 70°С по формуле Д.И.Менделеева равна:



Плотность N-метилпирролидона при 70°С составляет 991 кг/м³. Тогда

м³/ч

Принимаем время отстаивания рафинатного раствора равным 1,2 ч (72 мин.). Таким образом,

м

Высоту нижней отстойной зоны (для экстрактного раствора) можно определить по формуле:
,
где – объёмный расход экстрактного раствора, м³/ч;

ф2 – время отстаивания экстрактного раствора, равное 0,5-1,0 ч;

Объёмный расход экстрактного раствора определяется по формуле:
,
где сЭ и с//N–МП – плотность экстракта и N-метилпирролидона при температуре низа РДК (55°С) соответственно, кг/м³;

GЭ – количество экстракта, кг/ч.

Плотность экстракта, получаемого из фракции 420 – 500°С западно-сургутской нефти, при 20°С составляет 992,5 кг/м³. Относительная плотность экстракта при 55°С по формуле Д.И.Менделеева равна:



Плотность N-метилпирролидона при 55°С составляет 1003 кг/м³. Тогда

---

м³/ч

Принимаем время отстаивания экстрактного раствора равным 0,5 ч (30 мин.). Таким образом,

м

Высота экстракционной зоны контактора подсчитывается по формуле:
,
где n – число камер РДК, ограниченных кольцевыми перегородками;

hk – расстояние между кольцевыми перегородками, м.

Число камер определяется в зависимости от диаметра РДК. При диаметре контактора, равном 3,0 м, оно составляет 20 (см. таблицу 6 [15]).

Расстояние между кольцевыми перегородками вычисляется из соотношения:
,
где D – диаметр контактора, м.

Итак, м

м

Высота РДК составляет:

м

С учётом высоты юбки РДК, равной 1 м, общая высота контактора составляет 15,513 м.

7.3.4 Определение геометрических размеров внутренних элементов РДК

На эффективность и пропускную способность РДК большое влияние оказывают размеры диска, внутренний диаметр кольцевых перегородок, соотношения между ним и диаметром корпуса аппарата, а также число оборотов ротора.

Диаметр диска ротора определяется по формуле [15]:

,
где DД – диаметр диска ротора, м;

D – диаметр контактора, м;

К – коэффициент, равный 0,48-0,51.

м

Внутренний диаметр (DК) кольцевых перегородок:

м

Число оборотов ротора определяется по формуле:
,
где N – число оборотов ротора за одну секунду, об/с;

об/с

Мощность N электродвигателя для вращения ротора подбирается в зависимости от диаметра аппарата (см. таблицу 7 [15]). При диаметре аппарата, равном 3,0 м она составляет 1,214 кВт.

---